Hazard assessment of organic wastes: effects on soil microarthropod communities

Abstract

The action of four types of organic wastes with potential interest to be used as agricultural soil amendments from different sites on microarthropod communities, namely of collembola, were studied under field (in situ) and Terrestrial Models Ecosystems (TME) conditions. Municipal sewage sludge (SS2), mixed municipal solid waste compost (MMSWC), agricultural wastes compost (AWC) and pig slurry digestate (PSD) were the selected organic wastes. SS2 was applied in three (6, 12, and 24 ton dry matter/ha) and five (6, 12, 24, 40 and 90 ton dry matter/ha) different doses in the field and TME’s respectively, while the remaining residues (MMSWC, AWC and PSD) were calculated in order to correspond to the same amount of organic matter (OM) per unit area of SS2. The action of successive applications (two applications within a year range) were studied along a year and a half on field essay and a potential recovery of microarthropods communities after 4 months of application of organic wastes was studied on TME’s. Soil microarthropods were sampled with soil cores on field and in TME’s and sorted by different groups. Collembolans were identified by morphotyping the collected individuals. Differences in communities were accessed by performing a one-way-ANOVA, diversity indices were calculated, and to compare communities composition between different residues at each sampling period, a PCA/CA with PERMANOVA and Simper was performed; to access the differences of communities over time with a possible recover, a PRC was made. Despite the variation in abundance over the residuals, in general, no significant differences were found, neither by the action of successive residues application, nor by the potential recover of communities. The main conclusion of this study is that the organic wastes applied here, can be used like soil amendments, without affecting soil microarthropods communities by exposure to contaminants from limed soils.

Foram estudados os efeitos de quatro tipos de resíduos orgânicos com um potencial interesse no uso de melhoramento do solo na comunidade de microartrópodes, nomeadamente em colêmbolos, em ensaios de campo e em Modelos de Ecossistemas Terrestres (TME’s). Lamas residuais urbanas (SS2), composto da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos com recolha indiferenciada (MMSWC), composto de resíduos agrícolas (AWC) e excrementos de porco (PSD) foram os resíduos orgânicos selecionados. O resíduo SS2 foi aplicado em três (6,12 e 24 toneladas/hectare de matéria seca) e cinco (6, 12, 24, 40 e 90 toneladas/hectare de matéria seca) diferentes doses, no ensaio de campo e nos TMEs respetivamente, ao passo que os restantes resíduos (MMSWC, AWC e PSD) foram aplicados em quantidade de maneira a que fosse colocado o mesmo valor de matéria orgânica (MO) que no resíduo SS2. No ensaio de campo foi estudada a ação de aplicações sucessivas dos resíduos ao longo de um ano e meio (duas aplicações com espaçamento de um ano), nos TMEs foi estudada a possível recuperação da comunidade de microartrópodes de solo após 4 meses da aplicação dos resíduos. Os microartrópodes de solo foram recolhidos com cilindros de recolha de solo, tanto no campo como nos TMEs, e posteriormente, foram separados e classificados em diferentes grupos. Os colêmbolos recolhidos foram também identificados por morfotipagem. Para aceder às diferenças das comunidades foi realizada uma ANOVA de uma via, foram ainda calculados índices de diversidade e, para comparar a composição das comunidades entre os diferentes resíduos em cada tempo de amostragem foi feito um PCA/CA, complementado com Simper e PERMANOVA. Por fim, para aceder ao comportamento das comunidades ao longo do tempo e visualizar uma possível recuperação, foi feito um PRC. Apesar da abundância ter variado entre resíduos, em geral não foram encontradas diferenças significativas das comunidades, nem na aplicação sucessiva de resíduos, nem na sua potencial recuperação. A conclusão geral deste estudo é que o uso dos residuos orgânicos usados neste estudo podem ser usados como corretivos de solo sem que estes afetem as comunidades de microartrópodes pela exposição de contaminantes.